冷榨葡萄籽餅粕超微粉中主要營養(yǎng)物質(zhì)的分析

劉 霞 李 華，2，3 楊繼紅，2，3 柴 佳 王 華，2，3

(西北農(nóng)林科技大學葡萄酒學院1，楊凌 712100)

(陜西省葡萄與葡萄酒工程研究中心2，楊凌 712100)

(西北農(nóng)林科技大學葡萄與葡萄酒(合陽)試驗站3，合陽 715300)

葡萄是葡萄科葡萄屬落葉藤本植物，是世界廣泛栽培的水果之一。據(jù)FAO統(tǒng)計，2008我國葡萄產(chǎn)量為728.5萬t，占世界總產(chǎn)量的10.8%，居世界第二，已成為世界葡萄生產(chǎn)大國。葡萄籽是葡萄酒行業(yè)的副產(chǎn)物，在我國每年可產(chǎn)生約2萬余t的葡萄籽，除一部分作為飼料和肥料外，大部分被直接丟棄，不僅造成了資源的浪費，也增加了環(huán)境壓力。

將作為葡萄及葡萄酒產(chǎn)業(yè)廢棄物的葡萄籽用來制油是近年來的一個熱點?，F(xiàn)已證實，葡萄籽油具有多種生理、藥理活性以及很好的醫(yī)療保健功效［1－3］，而且在美國已被開發(fā)成高空作業(yè)者和老年人保健品。但是萄萄籽經(jīng)提油后并不能使葡萄籽中的有效成分得到充分的利用，還有大量營養(yǎng)物質(zhì)存在于餅粕中［4］。研究證明，榨油后的葡萄籽餅粕富含具有強抗氧化特性的多酚類物質(zhì)，總多酚含量遠遠高于葡萄籽油中的總多酚含量，可高出約100倍［5－6］。

冷榨制油技術(shù)是生產(chǎn)葡萄籽油的方法之一，由于是低溫條件下的純物理操作，不會對油料餅粕營養(yǎng)成分的含量與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。超微粉碎技術(shù)可在低溫條件下進行，不僅有利于原料中營養(yǎng)成分的釋放和在體內(nèi)的吸收，還能完整的保留其中的生物活性成分。若將冷榨油后的葡萄籽餅粕經(jīng)超微粉碎，使其細胞中的營養(yǎng)物質(zhì)最大程度的釋放出來，這樣不僅會增加葡萄與葡萄酒行業(yè)的附加值，還能減輕環(huán)境壓力、促進生態(tài)平衡。

近年來，葡萄籽油的冷榨技術(shù)以及冷榨葡萄籽餅粕的相關(guān)研究在國外的報道還比較鮮見［6］;國內(nèi)對于葡萄籽油的冷榨技術(shù)還處在工藝優(yōu)化的階段［7］，但對于冷榨后餅粕的研究與再利用還沒有見相關(guān)報道。本試驗采用紅葡萄釀酒品種8804進行小容器釀酒后，以未榨油的8804葡萄籽超微粉為對照，對其冷榨餅粕超微粉主要的基本營養(yǎng)成分與功能性成分進行了檢測與對比分析，以期能為冷榨葡萄籽餅粕的再利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與主要設(shè)備

1.1.1 原料

葡萄籽:西北農(nóng)林科技大學葡萄酒學院2011年紅色品種8804經(jīng)小容器單品種釀酒后，將其葡萄籽收集、篩選、清洗、風干后避光保存?zhèn)溆谩?/p>

葡萄籽餅粕:篩選清洗后的同批8804葡萄籽冷榨法(溫度:60℃、壓力:60 MPa、時間:2 h)榨油后獲得的葡萄籽餅粕，避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.1.2 主要試劑

微晶纖維素:AR級，國藥集團化學試劑有限公司;福林－肖卡試劑、20%Na2CO3均由實驗室自行配制;甲醇、正丁醇:AR級，天津市博迪化工有限公司;硫酸鐵銨:AR級，廣州金華大化學試劑有限公司;濃鹽酸:AR級，西安化學試劑廠;沒食子酸標準品、原花青素標準品(純度 ＞95%，為葡萄籽提取物):科邦生物。

1.1.3 主要設(shè)備

6YY－190型液壓榨油機:洛陽市金廈液壓機械有限公司;6B－I－型貝利微粉機:濟南倍力粉體技術(shù)工程有限公司;KQ－300D E型數(shù)控超聲波:機昆山儀器有限公司;SORVALL RC－5C－PLUS型高速冷凍臺式離心機:美國Kendro公司;UV－2450紫外分光光度計:日本島津公司;MILIPORE ZMQS 5001型超純水制備儀:法國 MILIPORE公司;SORVAIL HH.W21.600S型電熱恒溫水浴鍋:上海躍進醫(yī)療器械廠;萬分之一電子天平:日本島津公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 基本營養(yǎng)成分測定

蛋白質(zhì) GB 5009.5—2010;粗纖維 GB/T 5009.10—2003;粗脂肪 GB/T 5009.6—2003;氨基酸 GB/T5009.124—2003;維生素 A、E GB/T5009.82—2003。

1.2.2 功能成分測定

1.2.2.1 總多酚

(1)樣品的制備

分別制備未榨油8804葡萄籽及其冷榨餅粕超微粉［8］;分別制備以上兩種超微粉樣品的總多酚提取液［9］。將制得的超微粉樣品以及多酚提取液貯藏于－20℃條件下備用。

(2)標準曲線的制作

本試驗參考王華等［10］的方法建立標準曲線。

準確稱適量的沒食子酸標準品，加入一定量的水配制成5 mg/mL酚母液;分別吸取適量該母液后加水配制成濃度為 0、50、100、150、250、500 mg/L 的系列標準液;然后分別取該系列標準液100μL于7只10 mL容量瓶中，各加入6 mL水，500μL福林肖卡試劑，混勻;30 s～8 min內(nèi)各加入20%碳酸鈉溶液1.5 mL，混勻后定容至10 mL。在20℃的恒溫水浴中，避光反應(yīng)120 min后，于765 nm波長下比色，測定吸光度，繪制標準曲線。

(3)樣品總多酚含量的測定

分別吸取兩種樣品的多酚提取液各100μL，用甲醇稀釋5倍。然后各移取100μL稀釋后的多酚提取液于10 mL容量瓶中，然后按照制作標線的方法完成后續(xù)操作。兩個樣品各做6個重復(fù)，結(jié)果以沒食子酸等價值表示(mg/L)。

多酚含量的計算公式為:(總)多酚含量=(C×n×V)/W×100%;式中:C為吸光度在標準曲線上對應(yīng)的多酚質(zhì)量濃度/mg/L;n為稀釋倍數(shù);V為定容后的體積/L;W為原料的質(zhì)量/g。

1.2.2.2 原花青素

(1)標準曲線的制作［11］

(2)樣品原花青素含量的測定

分別吸取兩種樣品的總多酚提取液各1.0 mL，用甲醇稀釋4倍，將稀釋后的多酚提取液各取1.0 mL于10 mL刻度試管中，然后按照制作標線的方法完成后續(xù)操作。測定吸光值A(chǔ)550并代入標準曲線計算含量(mg/L)。

原花青素含量的計算公式為:原花青素含量=(C×n×V)/W×100%;式中:C為吸光度在標準曲線上對應(yīng)的多酚質(zhì)量濃度/mg/L;n為稀釋倍數(shù);V為定容后的體積/L;W為原料的質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營養(yǎng)成分

2.1.1 主要成分的對比分析

葡萄籽含有豐富的營養(yǎng)成分:包括豐富的不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、粗纖維、多種微量元素以及具有多種生物活性的多酚類物質(zhì)［12－14］。葡萄籽蛋白的性質(zhì)與其他油籽相比不相上下，而且具有更好的溶解性，有利于人體吸收［13］。葡萄籽中的脂肪酸主要是不飽和脂肪酸，其含量可占葡萄籽油總脂肪酸的90%以上，亞油酸的質(zhì)量分數(shù)為70%左右［15］。亞油酸是人體必需脂肪酸，因其對人類健康的重要性，也被叫作VF。粗纖維也叫膳食纖維，現(xiàn)代營養(yǎng)學的研究表明，粗纖維不僅可以增強腸道蠕動、防治便秘、預(yù)防腸癌，還可以幫助治療糖尿病、防治心血管疾病以及減少肥胖病的發(fā)生。維生素E(VE)又稱生育酚，具有顯著的抗氧化活性，是被社會廣泛認可的抗氧化物質(zhì)之一。VE不僅能夠提高人類的孕育質(zhì)量和生育能力，還可用于治療燒傷、凍傷、毛細血管出血、更年期綜合癥以及發(fā)揮美容養(yǎng)顏功能等。本試驗測定了兩種樣品中蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、維生素A、維生素E的含量，見表1。

表1 未榨油葡萄籽超微粉與冷榨葡萄籽餅粕超微粉的基本成分

由表1可以看出，冷榨8804葡萄籽餅粕超微粉中的蛋白質(zhì)、粗纖維含量均高于其在未榨油葡萄籽超微粉中的含量，各高出了0.95%和5.7%，這是由于蛋白質(zhì)和粗纖維不易被壓榨進入油脂而大量保留于餅粕中所致;VE由于部分被壓榨進入了葡萄籽油中而導致其含量略低于在未榨油葡萄籽超微粉中的含量。粗脂肪是葡萄籽經(jīng)提油后的殘油，含量低于未榨油的葡萄籽超微粉。VA在8804葡萄籽中未檢出，但李銀平等［16］的相關(guān)報道中存在，這可能是品種差異性所致。

2.1.2 氨基酸的對比分析

葡萄籽中含有多種氨基酸，其中，甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸的含量最豐富［13］。谷氨酸作為風味增強劑不僅能增強食品風味，還對動物性食品有保鮮作用;另外，谷氨酸被人體吸收后，能防治肝昏迷、保護肝臟，可作為腦組織的能量物質(zhì)、改進維持大腦機能。天冬氨酸是植物中數(shù)種氨基酸的合成原料，其中包括蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸以及賴氨酸這4種必須氨基酸;天冬氨酸可以改善心肌收縮功能、增強肝臟功能，可治療高血壓、心臟病、肝病等，還具有防止和恢復(fù)疲勞的作用。本試驗對兩種樣品中組成蛋白質(zhì)的基本氨基酸含量進行測定，見表2。

表2 未榨油葡萄籽超微粉與冷榨葡萄籽餅粕超微粉的氨基酸含量

由表2可知，8804葡萄籽中氨基酸含量豐富，在未榨油的葡萄籽超微粉中達到5.01%，其中包含7種人體必需氨基酸，分別是異亮氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、蛋氨酸以及纈氨酸。冷榨8804葡萄籽餅粕超微粉中的總氨基酸含量比未榨油葡萄籽超微粉中的氨基酸含量高出0.51%，每一種氨基酸的含量均高于在未榨油葡萄籽超微粉中的含量，其中含量最豐富的為谷氨酸，其次為脯氨酸、甘氨酸、天冬氨酸和精氨酸。

2.2 功能性成分

2.2.1 總多酚的對比分析

葡多酚(Grape Polyphenols，GPs)是葡萄的重要次生代謝產(chǎn)物。GPs與大多多酚相比結(jié)構(gòu)特殊、水溶性好、易被人體吸收。葡萄籽中多酚類物質(zhì)占可提取GPs的60%～70%，無論是含量還是種類都比葡萄皮和葡萄果肉中豐富［14，17］，主要是兒茶素類和原花青素類［18］。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，葡萄籽多酚具有防治心血管疾病、抗氧化、抗輻射、抗菌抗病毒、抗癌以及治療炎癥等多種生物活性［14，19－22］。

以不同濃度的沒食子酸系列標準液所對應(yīng)的各吸光值作標準曲線，如圖1所示?；貧w方程為y=0.001 4x+0.004 9，相關(guān)系數(shù)為 0.997 6，表明相關(guān)性良好。

圖1 沒食子酸標準曲線

根據(jù)標準曲線及相關(guān)計算公式，求得未榨油葡萄籽超微粉和冷榨葡萄籽餅粕超微粉兩種樣品中的總多酚的質(zhì)量分數(shù)(Total phenolic content，TPC)分別為8.93%和8.29%。因此，冷榨8804葡萄籽餅粕超微粉中的TPC略低于在未榨油葡萄籽超微粉中的含量，這說明多酚類功能性物質(zhì)幾乎全部被保留在了餅粕中，進入油脂中的量甚微。因此，冷榨葡萄籽餅粕超微粉可作為很好的多酚資源庫。

2.2.2 原花青素的對比分析

原花青素(Proanthocyanidins，簡稱 PCs或 PAs)也叫縮合單寧，是葡萄籽中主要的多酚種類。葡萄籽原花青素(Grape Seed Proanthocyanidins，GSPs)具備高效、低毒以及高生物利用率的優(yōu)良性質(zhì)。GSPs的清除自由基和抗氧化活性是常用抗氧化劑VE的50倍，VC的20倍。GSPs一般為低聚體原花青素(Oligomeric Proanthocyanidins，OPCs)［23］，且 OPCs 的清除自由基和抗氧化能力最強?，F(xiàn)已廣泛證明，GSPs具有抗氧化、防治心血管疾病、防治老年性癡呆、抗炎、抗抑郁、抗過敏、抗癌以及促進能量代謝等廣泛的藥理活性［24－30］。

以不同濃度的原花青素標準品所對應(yīng)的各吸光值作標準曲線，如圖2所示，回歸方程為y=0.005 8x+0.019 7，相關(guān)系數(shù)為 0.998 1，表明相關(guān)性良好。

根據(jù)標準曲線及相關(guān)計算公式，求得未榨油葡萄籽超微粉和冷榨葡萄籽餅粕超微粉兩種樣品中的原花青素質(zhì)量分別為2.40%和2.58%。因此，冷榨8804葡萄籽超微粉中原花青素的含量高于其在未榨油葡萄籽超微粉中的含量。這可能是由于部分脫脂后，葡萄籽中原花青素更容易被浸提出來的原因所致，也說明了，原花青素活性物質(zhì)幾乎全部保留在了冷榨餅粕中。

3 結(jié)論

葡萄籽作為葡萄及葡萄酒產(chǎn)業(yè)的廢棄物，一般不會被給予重視。但是近年來，隨著葡萄籽油作為理想保健品在歐美以及日本的興起，葡萄籽的利用度有了一個新的提升。不管是從經(jīng)濟、營養(yǎng)還是生態(tài)學的角度出發(fā)，對副產(chǎn)品葡萄籽的充分利用都是有百利而無一害的。

本試驗以冷榨油與不榨油兩個處理方式處理的紅色釀酒品種8804葡萄籽為原料，將未榨油葡萄籽及其冷榨餅粕進行超微粉碎處理，然后對兩種超微粉中的有效成分進行分析。結(jié)果表明:與未榨油8804葡萄籽超微粉相比，冷榨葡萄籽餅粕超微粉仍然含有豐富的營養(yǎng)成分，包括11.11%的蛋白質(zhì)、37.1%的粗纖維、11.03% 的粗脂肪(殘油)、12.19 mg/kg的VE以及5.52%的氨基酸、8.29%的總多酚，2.58%的原花青素。因此，冷榨8804葡萄籽餅粕超微粉營養(yǎng)物質(zhì)豐富，具備很高的利用價值，可開發(fā)為食品、藥品及化妝品等相關(guān)產(chǎn)品。另外，本試驗通過對冷榨8804葡萄籽餅粕超微粉營養(yǎng)物質(zhì)的含量檢測與分析，也可為其他廣泛的釀酒品種冷榨餅粕的再利用提供理論依據(jù)。

對冷榨油后的葡萄籽餅粕超微粉進行全面的毒理試驗研究，將為其食品、藥品及化妝品等相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)利用提供毒理理論依據(jù)，這將是后續(xù)的研究內(nèi)容。

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